Denna sammansatta bild visar smink och prestanda för ett nytt icke-flytande smörjmedel som utvecklats av forskare vid Purdue University. Kredit:Purdue University bild/ Abdullah A. Alazemi
Forskare har skapat en ny typ av icke-flytande smörjmedel som har visat sig minska friktion och slitage avsevärt under de extrema förhållanden som finns i olika applikationer, från luftkompressorer till missilsystem.
Den nya vätskefria kompositen är gjord av en slurry av ett material som kallas grafen, zinkoxid, och polymeren polyvinylidendifluorid. Grafen är ett extremt tunt lager av kol som har många potentiella tekniska tillämpningar, inklusive smörjning.
"Den har överlägsen värmeledningsförmåga, hög hållfasthet och ger ultralåg friktion, sa Vilas Pol, en docent i kemiteknik vid Purdue University.
Zinkoxidpartiklarna i nanostorlek som teamet utvecklade gör att smörjmedlet kan fastna på metallytan, och polymeren binder samman hela blandningen, sade kemiteknikstudenten Arthur Dysart.
Fasta smörjmedel behövs för applikationer som luftkompressorer, utrustning som används inom livsmedelsindustrin, rymdfordon, växel- och kedjemekanismer, fästelement som finns i högtemperaturmiljöer, missilsystem, höghastighetsskrivare, hydraulmotorer i vinschar, kranar och militärfordon, högpresterande dokumentförstörare och borriggar.
"De grundläggande orsakerna till mekaniska fel är friktion och slitage, så att minska dessa faktorer förbättrar prestandan och livslängden för många mekaniska system, sa Farshid Sadeghi, Purdue's Cummins Distinguished Professor of Mechanical Engineering. "Trots de senaste framstegen, flytande smörjmedel kan inte användas i situationer med hög temperatur eller lågt tryck, såsom en vakuummiljö, så torra fasta smörjmedel är ett lönsamt alternativ till sina flytande motsvarigheter i extrema driftsmiljöer."
Denna bilden, taget med hjälp av ett svepelektronmikroskop och energispridande röntgenspektroskopi, visar zinkpartiklar i en ny typ av icke-flytande smörjmedel som utvecklats av forskare vid Purdue University. Upphovsman:Purdue University image/Arthur Dysart
Forskare testade ytor i rostfritt stål belagda med det nya smörjmedlet.
"Vi testade det i värsta fall, " sa maskiningenjörsstudenten Abdullah A. Alazemi.
Resultaten beskrivs i en forskningsartikel som publicerades den 11 juli i tidskriften Kol .
"Hållbarheten och motståndskraften hos denna självhäftande beläggning tyder på exceptionell potential som torrsmörjmedel för höga lastbärande applikationer, sa Pol.
Forskarna fann att kompositsmörjmedlet bildar en film som avsevärt förbättrar friktionen och minskar slitaget. Ramans spektroskopiska analys av slitage ärr avslöjade denna ihållande skyddsfilm på kontaktytor.
